avaliação da contaminação provocada por pára-raios radioativos

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  • AVALIAO DA CONTAMINAO PROVOCADA

    POR PRA-RAIOS RADIOATIVOS DE AMERCIO-241

    DESCARTADOS EM LIXES

    AUTARQUIA ASSOCIADA UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    JLIO TAKEHIRO MARUMO

    Tese apresentada como parte dos

    requisitos para obteno do Grau

    de Doutor em Cincias na rea de

    Tecnologia Nuclear Materiais.

    SO PAULO2006

    Orientador:

    Dr. Luis Filipe C.P. de Lima

  • AUTARQUIA ASSOCIADA UNIVERSIDADE DE SO PAULO

    AVALIAO DA CONTAMINAO PROVOCADA

    POR PRA-RAIOS RADIOATIVOS DE AMERCIO-241

    DESCARTADOS EM LIXES

    JLIO TAKEHIRO MARUMO

    Tese apresentada como parte dos

    requisitos para obteno do Grau

    de Doutor em Cincias na rea de

    Tecnologia Nuclear Materiais.

    SO PAULO2006

    Orientador:

    Dr. Luis Filipe C.P. de Lima

  • minha esposa, Maria Helena.Ao meu filho, Matheo.Aos meus pais, Yuichi e Rosa (in memoriam).

  • Agradecimentos

    Ao Dr. Luis Filipe C.P. de Lima, pela orientao, dedicao,

    discusses, incentivo e confiana.

    Ao Dr. Goro Hiromoto, pela ajuda, discusses e sugestes.

    Aos amigos Vera, Hissae e Rafael, pela dedicao, pelo

    companheirismo e pela grande ajuda na realizao deste trabalho.

    Aos amigos do Laboratrio de Rejeitos Radioativos, pelo auxlio, apoio

    e incentivo.

    minha esposa, Maria Helena, pelo auxlio, apoio, sugestes e

    discusses.

    Dra. Marlene Flues e Dra. Egl Teixeira pelas idias iniciais e

    sugestes dadas.

    CNEN - Laboratrio de Poos de Caldas, em especial,

    pesquisadora Maria Helena Taddei pela prestatividade e pelo auxlio na

    realizao de alguns ensaios.

  • AVALIAO DA CONTAMINAO PROVOCADA POR PRA-RAIOS

    RADIOATIVOS DE AMERCIO-241 DESCARTADOS EM LIXES

    Jlio Takehiro Marumo

    RESUMO

    Os pra-raios radioativos foram fabricados no Brasil at 1989, quando

    a Comisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN) suspendeu a concesso de uso

    de material radioativo nesses artefatos. Desde ento, o pra-raios radioativo tem

    sido substitudo por outro, do tipo Franklin, e recolhido como rejeito radioativo.

    Entretanto, apenas 23 % do total fabricado no pas foram entregues CNEN. Esta

    situao preocupante, pois a chance, desses artefatos serem descartados como

    resduo comum e chegarem a lixes, grande, uma vez que, segundo dados do

    Instituto Brasileiro de Geografia e Estatstica (IBGE), em 2000, 63,6 % dos

    municpios brasileiros dispunham o resduo nesses locais. Alm disso, o amercio,

    o radionucldeo mais empregado, classificado como sendo um elemento de alta

    toxicidade, quando ingerido ou inalado. No presente trabalho, foram realizados

    experimentos de migrao de Am-241 em lismetros, com o objetivo de se avaliar

    o risco de contaminao provocada por pra-raios radioativos descartados como

    resduo comum. Fontes radioativas removidas de pra-raios foram inseridas em

    lismetros preenchidos com resduo orgnico, coletado no restaurante do Instituto

    de Pesquisas Energticas e Nucleares, IPEN-CNEN/SP, e chorume gerado foi

    periodicamente analisado para determinar suas caractersticas como pH,

    potencial redox, teor de slidos e a concentrao do material radioativo. O

    crescimento microbiano tambm foi avaliado, pelo mtodo de contagem direta do

    nmero de unidades formadoras de colnia. A estimativa de risco foi baseada no

    clculo de dose para membros do pblico, sendo a ingesto de gua a via mais

    provvel de exposio. O valor obtido foi cerca de 1000 vezes inferior ao limite de

    dose anual estabelecido, pela Comisso Internacional de Proteo Radiolgica

    (ICRP), demonstrando que o risco de contaminao provocado pelo descarte de

    pra-raios em lixes baixo.

  • EVALUATION OF THE CONTAMINATION RISK BY 241AM FROM LIGHTNING

    RODS DISPOSED AT UNCONTROLLED GARBAGE DUMP

    Jlio Takehiro Marumo

    ABSTRACT

    Radioactive lightning rods were manufactured in Brazil until 1989, when

    the licenses for using radioactive sources in these products were lifted by the

    national nuclear authority. Since then, radioactive devices have been replaced by

    Franklin type one and collected as radioactive waste. However, only 23 percent of

    the estimated total number of installed rods was delivered to Brazilian Nuclear

    Commission (Comisso Nacional de Energia Nuclear CNEN). This situation is

    of concern to us as there is a possibility of the rods being discarded as domestic

    waste, considering that in Brazil, 63.6 percent of the municipal solid waste is

    disposed at uncontrolled garbage dump, according to Instituto Brasileiro de

    Geografia e Estatstica (IBGE) in 2000. In addition, americium, the most common

    employed radionuclide, is classified as a high toxicity element, when ingested or

    inhaled. In the present study, it was performed migration experiments of Am-241

    by lysimeter system in order to evaluate the risk of contamination caused by

    radioactive lightning rods disposed as a common solid waste. Sources removed

    from lightning rods were placed inside lysimeters filled with organic waste,

    collected at the restaurant of Instituto de Pesquisas Energticas e Nucleares,

    IPEN-CNEN/SP, and the generated leachate was periodically analyzed to

    determine its characteristics such as pH, redox potential, solid content and

    concentration of the radioactive material. Microbial growth was also evaluated by

    counting the number of colony forming units. The equivalent dose to members of

    the public has been calculated considering the ingestion of drinking water, the

    most probable mode of exposure. The final result was about 145 times below the

    effective dose limit of 1 mSv.year-1 for members of the public, established by the

    International Commission on Radiological Protection (ICRP), demonstrating that

    the risk caused by lightning rods disposed at uncontrolled garbage dump is low.

  • SUMRIO

    Pgina

    1 . INTRODUO .................................................................................................. 72. OBJETIVO........................................................................................................ 113. REVISO BIBLIOGRFICA ............................................................................. 12

    3.1. Pra-raios .................................................................................................. 123.2. Amercio-241 ............................................................................................. 153.3. Gerenciamento dos pra-raios radioativos ................................................ 173.4. Destinao de resduos slidos urbanos ................................................... 253.5. Impacto ambiental...................................................................................... 303.6. O processo de degradao de resduos slidos urbanos.......................... 313.6.1. Modelos de degradao em aterros ....................................................... 343.7. Outras consideraes importantes ............................................................ 413.8. Estimativa de risco de contaminao......................................................... 42

    4. METODOLOGIA............................................................................................... 494.1 Primeira etapa ............................................................................................ 494.2 Segunda etapa ........................................................................................... 494.2.1 Mtodos de medida dos parmetros........................................................ 564.2.1.1 pH ......................................................................................................... 564.2.1.2 Eh ......................................................................................................... 564.2.1.3 Temperatura ......................................................................................... 564.2.1.4 Teor de slidos ..................................................................................... 564.2.1.5 Atividade do amercio-241 .................................................................... 564.2.1.6 Controle microbiolgico ........................................................................ 574.2.2 Gerenciamento de rejeitos....................................................................... 57

    5. RESULTADOS E DISCUSSO........................................................................ 595.1. Primeira etapa ........................................................................................... 595.2. Segunda etapa .......................................................................................... 615.2.1. Lismetros 1 e 2 ...................................................................................... 615.2.2. Lismetros 3 e 4 ...................................................................................... 675.2.3 Lismetros 5, 6, 7 e 8 ............................................................................... 725.2.4 Lismetros 9 e 10 ..................................................................................... 845.2.5 Teor de slidos Lis2 a 10...................................................................... 885.2.6 Volume do chorume ............................................................................... 885.2.7 Liberao de amercio ............................................................................. 885.3 Estimativa de risco...................................................................................... 92

    6. CONCLUSES ................................................................................................ 95APNDICE............................

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